III. METODOLOGI PENELITIAN
3.3 Metode Penelitian
Secara ringkas, diagram alir penelitian yang telah dilakukan adalah sebagai berikut :
Persiapan
Perlakuan (Blanching 90o C dengan kontrol
natrium bisulfit 0.2% selama 3, 5, 7 dan 9 menit) (blanching 0 menit atau tanpa blanching)
Karakteristik pengeringan Pengeringan Uji performa alat pengering
1. Kadar air 1. Suhu tanpa beban
2. Laju pengeringan Penggilingan 2. Suhu dengan beban
3. Lama pengeringan 3. Karakteristik udara pengering
4. Rendemen pengeringan Bubuk cabai merah 4. Efisiensi pengeringan
Analisis warna
Kontrol
Uji kestabilan warna
Perlakuan
1. pengaruh suhu penyimpanan
2. pengaruh kondisi penyimpanan
3. pengaruh sinar matahari
4. pengaruh sinar lampu
Ekstraksi oleoresin
Kontrol Tanpa kontrol (sebelum ekstraksi)
Analisis warna Analisis tingkat kepedasan
Perlakuan Perlakuan
(setelah ekstraksi oleoresin) (setelah ekstraksi oleo resin)
Gambar 7. Diagram alir penelitian Karakteristik Pengeringan Cabai Merah (Capsicum annuum L.) sebagai Pewarna Alami Kosmetik
3.3.1 Persiapan Pengeringan
Pada tahap persiapan pengeringan, cabai merah disortasi, dibuang tangkainya, lalu ditimbang. Cabai merah dicuci bersih, dibelah dua dan dihilangkan biji serta urat putih cabai, ditimbang kembali kemudian di-blanching pada suhu 90 oC selama 3, 5, 7 dan 9 menit dan ditiriskan.
Iswari, Aswardi, dan Artati (2004) telah melakukan penelitian pengaruh beberapa larutan yang digunakan untuk blanching cabai merah terhadap warna pada produk hasil pengeringan. Hasil pengeringan cabai merah yang telah di-blanching dengan menggunakan beberapa larutan tersebut kemudian diuji menggunakan uji organoleptik untuk mendapatkan larutan terbaik yang dapat memberikan warna yang baik dan dapat diterima oleh konsumen. Hasil penelitian tersebut dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Uji organoleptik bubuk cabai pada perlakuan blanching yang berbeda (Iswari et al. 2004)
Perlakuan Warna Aroma Kecerahan Natrium bisulfit 0.1% 4.20 4.02 4.36 Natrium bisulfit 0.2% 5.80 5.87 6.00 Natrium bisulfit 0.3% 5.32 4.56 5.45 Garam dapur 0.5% 3.80 4.88 3.56 Garam dapur 1% 4.87 5.84 5.31 Garam dapur 1.5% 5.43 5.66 5.89 Asam sitrat 0.1% 4.67 5.65 6.00 Asam sitrat 0.2% 4.73 5.78 6.00 Asam sitrat 0.3% 4.00 4.01 4.00 Tanpa blanching (kontrol) 2.35 3.24 2.14
Keterangan :
Warna Aroma Kecerahan
1 = sangat tidak suka 1 = sangat tidak suka 1 = sangat tidak cerah 2 = tidak suka 2 = tidak suka 2 = tidak cerah 3 = agak suka 3 = agak suka 3 = agak cerah 4 = hampir suka 4 = hampir suka 4 = hampir cerah 5 = suka 5 = suka 5 = cerah 6 = sangat suka 6 = sangat suka 6 = sangat cerah
Hasil penelitian yang dilakukan Iswari et al. (2004) menunjukkan bahwa natrium bisulfit 0.2% dapat mempertahankan warna dengan baik selama pengeringan. Iswari et al (2004) menyatakan bahwa penambahan natrium bisulfit 0.2% pada saaat blanching dapat mempertahankan warna merah pada bubuk cabai selama penyimpanan 6 bulan. Hal ini menunjukkan bahwa natrium bisulfit mampu memberikan lingkungan yang cukup alkalis untuk mempertahankan warna, aroma dan kecerahan. Menurut Desrosier (1988), lingkungan alkalis saat blanching sayuran sebelum dikeringkan dapat mempertahankan pigmen sayuran.
Oleh karena itu, penambahan natrium bisulfit 0.2% pada media blanching untuk mempertahankan warna produk selama pengeringan dilakukan dalam penelitian ini. Setelah dilakukan blanching dengan natrium bisulfit 0.2%, bahan diletakkan di atas rak untuk dikeringkan. Penggunaan natrium bisulfit bertujuan untuk memepertahankan warna produk selama pengeringan.
3.3.2 Pengeringan
3.3.2.1 Uji performansi alat pengering
Pada tahap awal dilakukan uji performansi dari alat pengering. Pengujian ini meliputi pengukuran suhu pengeringan tanpa beban, suhu pengeringan dengan beban, karakteristik udara pengeringan dan perhitungan efisiensi pengeringan.
Suhu pengeringan tanpa beban dilakukan dengan meletakkan termokopel pada masing- masing rak sebanyak 2 buah dan pada tempat dimana keluar hembusan udara panas dari fan (suhu plenum) seperti yang ditunjukkan oleh titik-titik pada Gambar 8. Keterangan lebih lengkap dari Gambar 8 bisa dilihat dalam Lampiran 1 – 3. Pengukuran suhu bola basah dan suhu bola kering pada udara yang keluar pengering dan udara di lingkungan sekitar pengering dilakukan menggunakan termometer alkohol. Pengukuran suhu tanpa beban ini dilakukan setiap 5 menit sekali. Setting alat pengering pada saat pengujian tanpa beban adalah 35oC (set I), 55oC (set II) dan 75oC (set III). Tujuan dari uji ini adalah untuk mengetahui sebaran suhu pada rak-rak pengering, suhu udara keluar pengering dan suhu di lingkungan sekitar pengering sebagai dasar untuk melakukan setting suhu alat yang direkomendasikan oleh literatur.
Keterangan : : termokopel
Gambar 8. Penempatan termokopel pada alat pengering.
Pada saat pengeringan berlangsung, setting alat pengering yang digunakan adalah 75 oC (set III) berdasarkan analisa data yang diperoleh dari pengujian alat pengering tanpa beban. Selama pengeringan dilakukan juga pengukuran suhu dalam pengering, suhu udara keluar pengering dan suhu di lingkungan sekitar pengering seperti pada pengukuran tanpa beban. Pengukuran ini dilakukan setiap 30 menit sekali.
Setelah suhu bola basah dan suhu bola kering terukur, data suhu diplotkan dalam psychrometric chart untuk mengetahui karakteristik udara pengering. Hal ini bertujuan untuk menghitung efisiensi pengeringan yang meliputi efisiensi penggunaan panas (Eg) (Persamaan 7) , efisiensi pemanasan (Ep) (Persamaan 8) dan efisiensi pengeringan total (Ek) (Persamaan 9).
3.3.2.2 Karakteristik pengeringan
Cabai yang telah di-blanching pada tahap persiapan, kemudian ditimbang dan diletakkan pada masing-masing tray, lalu proses pengeringan dimulai. Berat bahan dimonitor selama pengeringan. Pengukuran berat dilakukan pada saat awal, selama proses dan pada saat akhir pengeringan. Berat bahan diukur setiap 15 menit sekali pada dua jam pertama, setiap 30 menit sekali untuk tiga jam hingga tujuh jam pengeringan dan 60 menit sekali hingga berat bahan konstan. Dari perubahan data berat bahan dapat dihitung karakteristik pengeringan bahan yang meliputi kadar air, laju pengeringan, lama pengeringan dan rendemen pengeringan.
3.3.2.2.1 Kadar Air
Pengukuran kadar air awal bahan dilakukan dengan menggunakan metode oven. Cabai di ambil sebanyak 15 buah kemudian masing-masing buah ditimbang sebagai berat awal bahan. Sampel cabai ini dimasukkan ke dalam oven bersuhu 105 oC. Berat bahan sampel dimonitor selama pengeringan dengan frekuensi seperti yang sudah dijelaskan di 3.3.2.2. Sampel di keluarkan dari oven, diletakkan di dalam desikator untuk pendinginan selama kurang lebih 30 menit, lalu ditimbang dengan timbangan digital. Setelah ditimbang, sampel dikeringkan kembali di dalam oven sampai berat bahan konstan (kurang lebih selama 36 jam). Kadar air dihitung menggunakan Persamaan (1).
3.3.2.2.2 Laju Pengeringan
Laju pengeringan adalah banyaknya kadar air (satuan berat) yang diuapkan per satuan tertentu. Dari berat bahan yang dimonitor secara berkala, berat air yang diuapkan dapat diketahui beserta waktu yang dibutuhkan untuk penguapan. Laju pengeringan pada penelitian ini dihitung dengan rumus
3.3.2.2.3 Rendemen
Rendemen adalah persentase hasil atau berat akhir suatu produk dan dibandingkan dengan berat awal bahan tersebut. Perhitungan rendemen dapat dilihat pada persamaan berikut :
3.3.3 Penggilingan
Penggilingan cabai merah kering dilakukan dengan blender yang biasa digunakan untuk menghaluskan bumbu. Hasilnya diayak menggunakan ayakan Tyler berukuran 30 mesh. Bagian yang
masih kasar dan tertahan pada ayakan digiling kembali hingga berukuran 30 mesh. Hasil ayakan ini menghasilkan bubuk cabe dengan ukuran diameter sekitar 0.6 mm. Pengayakan dilakukan agar bubuk cabai merah berukuran seragam sehingga memudahkan pada saat analisis warna dan ekstraksi oleoresin. Proses penggilingan ini dilakukan satu kali untuk setiap sampel.
3.3.4 Analisis Warna
Analisis warna dilakukan menggunakan chromameter. Bahan yang telah digiling dan berukuran seragam diletakkan pada cawan petri dan ditembak dengan menggunakan chromameter. Hasil pengukuran dinyatakan dalam sistem Hunter yang dicirikan dengan notasi L*, a* dan b*. Pengukuran ini dilakukan sekali untuk setiap sampel.
3.3.5 Uji Stabilitas Warna
Warna bubuk cabai merah diuji stabilitasnya dalam beberapa kondisi. Bubuk cabai merah diletakkan dalam cawan petri dan stabilitasnya karena hal-hal sebagai berikut diuji (Samsudin dan Khoirudin 2008) :
a. Pengaruh sinar matahari
Bubuk dijemur di bawah sinar matahari mulai pukul 8 pagi hingga pukul 2 siang. Pengukuran warna menggunakan chromameter dilakukan dengan interval 3 jam sekali. Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui kestabilan warna kosmetik pada saat digunakan oleh konsumen yang berada diluar ruangan.
b. Pengaruh sinar lampu
Bubuk disinari lampu TL dengan kekuatan 20 watt (560 lumen) selama 48 jam dan pengukuran warna dilakukan setiap 12 jam sekali. Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui kestabilan warna kosmetik ketika digunakan oleh konsumen yang berada di dalam kotak hitam berukuran 50 x 50 cm yang diberi lampu sebagai sumber cahaya.
c. Pengaruh kondisi penyimpanan
Bubuk disimpan dalam suhu kamar (25 – 27 oC) dan pada suhu dingin ( 8 – 10 oC). Setelah 2 hari, warnanya diukur menggunakan chromameter. Pengukuran ini dilakukan berdasarkan perilaku sebagian konsumen yang menyimpan produk kosmetiknya dalam lemari pendingin. d. Pengaruh oksidasi
Bubuk dimasukkan kedalam wadah tertutup rapat dan warnanya diukur setelah 2 hari penyimpanan. Sementara, bubuk lainnya dibiarkan dalam wadah terbuka.
3.3.6 Ekstraksi Oleoresin
Ekstraksi oleoresin bertujuan untuk menghilangkan zat pedas (kapsaisin) dari bubuk cabai agar aman untuk diaplikasikan pada kulit. Ekstraksi oleoresin dilakukan dengan prosedur sebagai berikut :
1. Bubuk cabai merah (bahan) ditimbang.
2. Bahan dimasukkan kedalam wadah berbahan stainless steel.
3. Bahan kemudian ditambah pelarut ethanol 96% dengan perbandingan 1 bagian bahan dengan 5 bagian pelarut.
4. Bahan dan pelarut kemudian dicampur dengan menggunakan pengaduk dengan kecepatan putar 200 rpm selama kurang lebih 3 jam.
5. Bahan diendapkan semalam.
6. Bahan kemudian disaring untuk memisahkan ampas dan hasil ekstraksi dengan menggunakan kertas saring.
7. Hasil ekstraksi yang masih mengandung pelarut diuapkan pada suhu 50 oC selama 1 – 5 jam. 8. Hasil ekstraksi ditimbang untuk mengetahui rendemen oleoresin.
Ekstraksi ini dilakukan sekali untuk setiap sampel.
3.3.7 Analisis Warna (setelah ekstraksi oleoresin)
Analisis ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh ekstraksi oleoresin terhadap warna dari bubuk cabai. Setelah bubuk cabai diekstraksi oleoresinnya, pengukuran warna dilakukan kembali untuk mengetahui perubahan warna yang terjadi pada saat ekstraksi. Hasil pengukuran dinyatakan dalam sistem Hunter yang dicirikan dengan notasi L*, a* dan b*. Warna bubuk cabai sebelum diekstraksi digunakan sebagai kontrol. Analisis warna ini dilakukan satu kali untuk setiap sampel.
3.3.8 Analisis Tingkat Kepedasan
Analisis tingkat kepedasan dilakukan untuk memastikan apakah bubuk cabai merah masih mengandung zat pedas atau tidak. Tingkat kepedasan dinyatakan dalam Scoville Heat Unit (SHU) yang ditentukan dengan Metoda Official FCC (Farrel, 1985). Prosedur untuk menguji tingkat kepedasan adalah sebagai berikut:
A. Bubuk cabai ditimbang sebanyak 200 mg dan dimasukkan ke dalam labu ukur 50 ml. Ethanol 95% ditambahkan sampai tanda tera, dihomogenisasi selama 12 jam untuk memastikan kapsaisin larut dalam alkohol. Larutan ini kemudian didiamkan hingga bagian padatan mengendap. B. Larutan sukrosa. Larutan sukrosa dibuat dengan melarutkan sukrosa bubuk sebanyak 100 gram
ke dalam air sebanyak 1 liter sehingga konsentrasi larutan sukrosa adalah 10% (b/v).
C. Larutan standar. Larutan standar dibuat dengan mencampur 140 ml larutan sukrosa yang dibuat pada langkah B dengan 0.15 ml filtrat dari larutan A.
Larutan standar diencerkan dengan menggunakan larutan sukrosa 10%. Tingkat pengencerannya yaitu 20 ml larutan standar masing-masing ditambah larutan sukrosa 0 ml, 20 ml dan seterusnya seperti terlihat pada Tabel 8.
Larutan standar yang telah diencerkan dengan pengenceran tertentu tersebut diuji secara organoleptik oleh 5 panelis terlatih yang telah memiliki sertifikat uji organoleptik. Pengujian ini dilakukan dari tingkat pengenceran terendah. Pedas di sini dianalogikan dengan sensasi panans di mulut. Setiap panelis mendapatkan 5 ml larutan uji untuk dirasakan rasa panasnya. Jika 3 dari 5 panelis menyetujui adanya rasa panas, maka pada tingkat pengenceran tersebut dilihat nilai Scoville Heat Unit (SHU) pada Tabel 8.
Jika tingkat kepedasan bahan kurang dari 240,000 SHU, maka penentuan tingkat kepedasan adalah sebagai berikut : 0.15 larutan filtrat yang diperoleh dari langkah 1 diencerkan dengan larutan sukrosa 10% berturut-turut 60 ml, 70 ml, 100 ml dan 120 ml. Prosedur yang dilakukan sama dengan penentuan sebelumnya. Penentuan tingkat kepedasan bahan dilakukan dengan menggunakan Tabel 9.
Tabel 8. Tingkat pengenceran dan nilai SHU pada uji kepedasan Larutan standar (ml) Larutan sukrosa (ml) Total volume
larutan uji (ml) SHU 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 240,000 360,000 480,000 600,000 720,000 840,000 960.000 1,080,000 1,200,000 1,320,000 1,440,000 1,560,000 1,680,000 1,800,000 1,920,000
Tabel 9. Tingkat kepedasan dan nilai SHU pada uji kepedasan bahan di bawah 240,000 SHU
Larutan filtrat (ml) Larutan sukrosa (ml) SHU 0.15 0.15 0.15 0.15 60 70 100 120 100,000 117,000 170,000 205,000
3.3.9 Metode Pengolahan Data
Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah Rancangan Acak lengkap (RAL) dengan model linier aditif dengan rumus sebagai berikut :
Dimana :
i = 1,2, …, t dan j = 1,2, …, r
Yij = pengamatan pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-j
µ = rataan umum
τi = pengaruh perlakuan ke-i = µi - µ
εij = pengaruh acak pada perlakuan ke-i ulangan ke-j
bentuk hipotesis H0 : τ1= … = τ6 = 0
H1 : paling sedikit ada satu i dimana τi ≠ 0
atau
H0 : µ1 = … = µ6 = µ
(semua perlakuan memberikan respon yang sama)
H1 : paling sedikit ada sepasang perlakuan (i, i’) dimana µi ≠ µi’
Tolak H0 jika p-value < alpha 5%, artinya perlakuan berpengaruh terhadap respon yang diamati. Perlakuan dalam penelitian ini adalah lama blanching cabai merah dengan menggunakan natrium bisulfit. Penamaan sampel sesuai dengan perlakuan pada proses blanching. Penamaan sampel adalah sebagai berikut :
N0U1 = kontrol (tidak di-blanching) ulangan 1 N1U1 = di-blanching selama 3 menit ulangan 1 N2U1 = di-blanching selama 5 menit ulangan 1 N3U1 = di-blanching selama 7 menit ulangan 1 N4U1 = di-blanching selama 9 menit ulangan 1 N0U2 = kontrol (tidak di-blanching) ulangan 2 N1U2 = di-blanching selama 3 menit ulangan 2 N2U2 = di-blanching selama 5 menit ulangan 2 N3U2 = di-blanching selama 7 menit ulangan 2 N4U2 = di-blanching selama 9 menit ulangan 2
Analisis data dilakukan dengan analisis sidik ragam menggunakan ANOVA yang dilanjutkan dengan uji lanjut Duncan bila hasilnya menyatakan ada pengaruh perlakuan terhadap respon (intensitas warna bubuk cabai merah). Hasil analisa ragam yang akan dihasilkan oleh uji Duncan menggunakan software SPSS (Statistical Product and Service Solutions) terhadap intensitas warna dari bubuk cabai merah tersebut.